从飞机上扔下一个生鸡蛋,落地时鸡蛋会是生的还是熟的?
我们拿在手里不小心掉在地上都会碎的鸡蛋,一旦从30米的高空掉落,能砸穿地面上一毫米厚的钢板,这就是高空抛物的危险性,所以禁止高空抛物,即使是很轻的东西。
当然,在许多机场把生鸡蛋带到飞机上是不被允许的,因为国际航班牵扯到了检验检疫外来物种,国内航班牵扯到了粘性液体,所以飞机上扔鸡蛋这个实验目前没有人做。
而且即使你带上飞机了,你也开不了窗,即使开了窗扔下去了,受风的影响,鸡蛋最终会落在哪里,也是个大问题。因此,这个实验只能存在于理论中。
那么,假如从飞机上扔下一枚生鸡蛋,鸡蛋在落地时是生的还是熟的呢?这个问题答案并不一定,因为这牵扯了摩擦力、温度、高度等诸多的因素,而这些因素都能影响鸡蛋最终的形态。下面我们就来具体地分析一下。
不同的飞机飞行高度不同,普通的民航客机一般在10000米的高空巡航飞行,也就是对流层的底部,而太空飞机则是能够达到卡门线(10万米,太空与大气层的界线)的位置,不过很难突破卡门线,但是航天飞机则是能够突破卡门线,进入太空。(下图为地球卡门线)
我们以普通的民航飞机为例,它在巡航时的高度基本上固定在海拔10000米。此时,我们先来看一下鸡蛋所处的温度。
从海平面开始,每上升100米,温度要下降0.6℃。这是因为地球的热量主要来自于地面接收太阳的热量,而地球离太阳的距离足够远,几乎可以忽略大气层与地面的距离了,所以离地面越远,受到地面辐射越小,温度也就越低。
当然,这也不是绝对的,因为一旦到了高层大气(50-55千米以上),由于平流层的臭氧层能够吸收太阳中的紫外线释放出热量,所以温度会再次的回升,只不过回升也就来到0℃左右而已(到了卡门线)。
此时,三种飞机在其飞行区间扔鸡蛋时,所处的温度就出来了:
民航客机的飞行高度是10000米,假定地面上的温度是20℃,那么这里的温度大约在-40℃左右。
太空飞机的飞行高度在卡门线下,大约10万米的高空,此时的温度由于受臭氧层热量的影响不会顺着上面的规律继续下降,而是会在80000米左右时回升(此时的温度在-90--100℃之间),回升到大约零下五十到零下60℃之间,要比一万米的高空更冷一些。
航天飞机已经飞到了太空,太空的温度也就是绝对零度,为零下273.15℃。
01 航天飞机
在航天飞机上扔鸡蛋,这就等于在天空上扔鸡蛋,它会有一个最先出现的情况,那就是瞬间冻成了一块“石头”,之后它会有两个结局:第一就是在太空中漫无目的飘,直到撞上那颗碎片自己被碰成太空上漂浮的颗粒物。
第二种情况就是如果恰好在卡门线以上,那么是有可能受到微弱的地心引力的影响,从而冲进大气层的,这就完美的模拟了一场流星坠落。进入大气层后,鸡蛋会与陨石一样与大气层摩擦,在有氧的条件下燃烧,以鸡蛋的个头,它可能冲不进中间层就被摩擦殆尽了。
02 太空飞机
在太空飞机上扔鸡蛋,就相当于把鸡蛋放在了一个温度在大约-60℃的环境中,在这种环境中只需要几秒,鸡蛋就冻上了,而且经常把鸡蛋往冰箱里放的小伙伴应该知道,如果保鲜的温度调的太低(通常是-1℃),只需要两个小时鸡蛋就会被冻破。
所以将鸡蛋放在零下六十摄氏度的环境下,鸡蛋也会经历一个较短的冰冻过程,此时它也会被冻破。随着下落速度的加快,摩擦以及海拔降低温度升高会使得鸡蛋很快解冻,在气流和摩擦的拉扯下,鸡蛋很快就会彻底碎裂。
此时会发生一个变化,那就是蛋清和蛋黄与壳分离,随着下落流质的蛋清和蛋黄会散开,在摩擦中慢慢地消失殆尽,而壳在碎了之后,由于重量减少,其下落时会变缓,最终以渣渣的形式飘散在一定的范围内。
03 民航客机扔鸡蛋
虽然在这三种飞机中,民航客机离地面最近,但是万米高空的温度也在零下四十度左右了,鸡蛋被一扔后,很快也会被冻裂,随着不断的下降,在摩擦生热和温度岁海拔降低上升的影响下,鸡蛋会逐渐的解冻。
但是,解冻的那一刻也是鸡蛋碎成渣的时刻,因为强大的摩擦力会将已经破掉的鸡蛋“撕成碎片”,最终壳会留下一些碎片,而里面的鸡蛋也会散落开来,此时就像万米高空落下的雨点一样,鸡蛋也不会熟。
任何一种飞机的正常飞行高度所处的环境都可以快速将鸡蛋冻破,而一旦冻破了,随着鸡蛋温度的升高,摩擦力的影响,它最终会碎裂,之后里面的蛋清和蛋黄会散开,这使得它们不会被摩擦产生的温度“煮熟”(参考下雨),而是会碎成渣。
当然,在航天飞机上扔一个鸡蛋,它会瞬间被冻住(也有可能冻裂,但不会散开),然后在太空飘荡,与其他太空物质相撞后会碎掉,也可能被吸入大气层,成为“流蛋”。
但是,无论是哪一种情况,我们都无法将生鸡蛋变成熟的。
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